【摘 要】
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铝及铝合金由于具有一系列优点,被广泛应用于航天航空、化工、建筑、交通和电子等许多行业及日常生活中,成为目前工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料。其中,Al-Mg合金的使用量占超塑性成形零件的60%。研究Al-Mg合金的准超塑性具有理论价值和实际意义。本文以连续铸挤Al-1.44Mg-1.09Y合金的超塑性为研究对象,进行高温拉伸实验,借助OM、XRD、SEM、TEM、计算等手段,从显微组织、力
【基金项目】
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国家自然科学基金重点项目(项目号51334006)(2014-2018)“金属材料超塑成形关键技术基础研究”; 广东省省部级产业化项目(2012-2015)“电工铝材连续铸挤成形关键技术及装备开发”;
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铝及铝合金由于具有一系列优点,被广泛应用于航天航空、化工、建筑、交通和电子等许多行业及日常生活中,成为目前工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料。其中,Al-Mg合金的使用量占超塑性成形零件的60%。研究Al-Mg合金的准超塑性具有理论价值和实际意义。本文以连续铸挤Al-1.44Mg-1.09Y合金的超塑性为研究对象,进行高温拉伸实验,借助OM、XRD、SEM、TEM、计算等手段,从显微组织、力学性能、变形机理等方面研究了铝镁合金的粗晶超塑性。连续铸挤Al-1.44Mg-1.09Y合金的原始纵截面组织是较为均匀的带状组织,横截面是均匀的等轴晶或是接近等轴晶,晶粒尺寸约为16.44μm。合金的抗拉强度178MPa,延伸率18.44%,在室温下拉伸的过程中,应力-应变曲线有明显的PLC效应。在变形温度为673K~793K,初始应变速率为1.67×10-4~1.67×10-1s-1条件下对Al-1.44M g-1.09Y合金进行高温拉伸实验,获得真应力-真应变力学曲线。合金在793K,应变速率为1.67 ×10-4s-1的条件下获得最大延伸率212%,并通过计算得到合金在不同变形条件下的应变速率敏感性指数m值。根据对高温拉伸力学曲线以及显微组织的分析,在合金的热变形过程中,起软化作用的主要是动态回复(DRV),只有在较高温度,且在拉伸曲线的最后阶段,才可能会发生动态再结晶(DRX),并且程度不大。构建了连续铸挤Al-1.44Mg-1.09Y合金的热变形本构方程,包括唯象学本构方程、机理型本构方程以及位错密度本构方程(K-M模型)。所构建的本构方程可以较为准确的反应实验结果,但传统的K-M模型并不能准确的描述Al-1.44Mg-1.09Y合金热变形过程中的位错密度变化。研究了连续铸挤Al-1.44Mg-1.09Y合金的超塑性变形机理,真实应力指数nt=5,真实变形激活能Q1取值范围在127.378~141.536 kJ/mol。变形机理主要是位错蠕变,并绘制了合金位错黏性滑移与位错攀移转变归一化机制图。
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